JPH07115081A - 処理装置 - Google Patents

処理装置

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JPH07115081A
JPH07115081A JP25717893A JP25717893A JPH07115081A JP H07115081 A JPH07115081 A JP H07115081A JP 25717893 A JP25717893 A JP 25717893A JP 25717893 A JP25717893 A JP 25717893A JP H07115081 A JPH07115081 A JP H07115081A
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JP
Japan
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wafer
chuck
drying
liquid
hole
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JP25717893A
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Kazuhiro Tajima
和浩 田島
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動洗浄装置のスピン乾燥においてウェーハ
を固定して回転させるチャックピンの部分での水滴残り
を無くす。 【構成】 自動洗浄装置において、スピン乾燥でウェー
ハエッジ部を固定するチャックピン45〔45A,45
B〕の中央部に水滴残りを逃すための透孔57を設けて
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体装置の製
造工程における半導体ウェーハの洗浄処理等に使用され
る処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】MOSメモリーの微細化が進み、64M
DRAMから256MDRAM、さらにその次へと、研
究開発は進んでいる。このような情況の中、ウェーハ洗
浄技術は、今後、半導体デバイスの信頼性、歩留りを確
保する上で非常に重要になると考えられている。
【0003】ウェーハ洗浄方法としては、例えばアンモ
ニア過水(NH4 OH+H2 2 +H2 O)の薬液によ
る有機物の洗浄、例えば塩酸過水(HCl+H2 2
2O)の薬液による金属汚染の洗浄、例えばバッファ
ード弗酸の薬液のライトエッチングによる自然酸化の除
去及びそれら間でのリンス処理(薬液水洗)を行う洗浄
方法(通称RCA洗浄と呼ばれる)が一般的であり、そ
の洗浄装置はウェーハを処理槽に浸漬するバッチタイプ
が主流であった。
【0004】しかしながら、ウェーハの大口径化による
洗浄装置の大型化(フットプリントの増大)、ウェーハ
裏面からのウェーハ表面への汚染などの問題もあり、枚
葉式の自動洗浄装置も見直されている。
【0005】図6は、枚葉式自動洗浄装置を示す。この
枚葉式自動洗浄装置1は、アルカリ系の薬液チェンバー
2、酸系の薬液チェンバー3、純水リンスとスピン乾燥
を行うリンス・スピン乾燥チェンバー4を装備してい
る。ウェーハ5は、各チェンバー2,3及び4内でその
周辺端部をウェーハチャック7にて保持される。
【0006】アルカリ系の薬液チェンバー2では、例え
ばアンモニア過水の薬液を吐出できる薬液ノズル8と純
水を吐出できるリンスノズル9がウェーハ5の表裏面に
対向するように設置される。
【0007】酸系の薬液チェンバー3では、例えば塩酸
過水の薬液を吐出できる薬液ノズル11と、例えばバッ
ファード弗酸を吐出できる薬液ノズル12と、純水を吐
出できるリンスノズル13がウェーハの表裏面に対向す
るように設置される。
【0008】リンス・スピン乾燥チェンバー4では、最
終リンスを行うための純水を吐出するリンスノズル14
がウェーハ5の表裏面に対向するように設置される。
【0009】洗浄方法は、ウェーハ5がアルカリ系、酸
系及びリンス乾燥の各チェンバー2,3及び4を順次搬
送されるもので、アルカリ系、酸系のチェンバー2,3
においてウェーハチャック7によりウェーハ5の周辺端
部即ちエッジ部を保持し例えば1000r/m程度で回
転させながらウェーハ5の表裏面から薬液を吐出させて
洗浄を行い、リンス・スピン乾燥系のチェンバー4にお
いて、最終的な純水リンスと回転振り切りによるウェー
ハ乾燥とを行うようにしている。
【0010】ウェーハチャック7は、図7に示すよう
に、チャックベース16の放射状に延びるアーム7の各
先端部にウェーハ5の周辺エッジ部を挟持的に保持する
チャックピン18〔18A,18B〕を有して構成され
る。チャックピン18は複数、本例では6つ設けられ、
そのうちの3つが固定ピン18Aとされ、残りの3つが
可動ピン18Bとされ、この可動ピン18Bと固定ピン
18Aの共働で保持するようになれる。可動ピン18B
は図示せざるも、カムによってウェーハ5に対する押し
付け、解除がなされる。
【0011】チャックピン18〔18A,18B〕は図
8に示すように、そのウェーハ5を保持する上部がウェ
ーハ5のエッジ部裏面を受ける水平面20とエッジ側面
を受ける垂直面21を有するように断面L字形状に形成
され、その水平面20にはウェーハ5を点で支えるよう
に突起部22が設けられる。
【0012】スピン乾燥については、図7に示すよう
に、チャックピン18〔18A,18B〕によりウェー
ハエッジ部を押えて固定し、ウェーハ5を3000r/
m程度まで回転して回転時に発生させる遠心力で水分を
飛ばして乾燥させる方法をとっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した枚
葉式自動洗浄装置1におけるスピン乾燥では、ウェーハ
5をチャックピン18により固定した状態で回転時に発
生する遠心力で水分を飛ばして乾燥させるため、ウェー
ハ5表面が親水面か、疎水面かで乾燥状態が大きく変化
してしまう。ウェーハ表面に例えばSiO2 等の絶縁膜
が被着形成されていれば、親水面となり、シリコン面で
あれば疎水面となる。
【0014】即ち、ウェーハ中心部分にある水分に関し
ては、遠心力が掛りにくくなる為、その周辺に残留して
いる水分に引きずってもらう必要がある。しかし、疎水
面では水分がはじく為に、ウェーハ中心部分に水滴が残
り易く、乾燥不良となってしまう。
【0015】そこで、ウェーハ表面に関しては、スピン
乾燥前に極く低回転速度(70r/m程度)で回転させ
て、ウェーハ中心部の水滴をウェーハ周辺へ移動させる
事で乾燥不良をなくしている。
【0016】しかしながら、ウェーハエッジに関して、
疎水面では加速時に水滴は飛んでしまう為に問題無い
が、親水面では回転数と保持時間に依存して振り切るた
め、図7に示した様にチャックピン18〔18A,18
B〕部分で水分の逃げが悪くなり水滴残り24が発生し
てしまう。
【0017】この乾燥不良は、最終的にはパーティクル
として残る為、次工程でCVD膜などを堆積したときに
は、増長されて巨大パーティクルとなったり、表面平坦
性に問題を発生させる可能性もある。
【0018】本発明は、上述の点に鑑み、例えば乾燥処
理等、いわゆるウェーハ面の処理液の除去を充分達成で
きるようにした処理装置を提供するものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転によりウ
ェーハ表面の処理液を除去する処理装置において、ウェ
ーハ5の周辺端部に接するウェーハ保持部45に処理液
を逃すための除液部57,58又は59を設けて構成す
る。
【0020】この処理液の除去は、乾燥処理に用いるこ
とができる。
【0021】ウェーハ保持部45に設ける除液部は透孔
57,58又は溝59で形成することができる。
【0022】そして、除液部を構成する透孔57,58
又は溝59は、その下面57A,58A又は59Aがウ
ェーハ保持部45に保持されたウェーハ5の上面5Aと
面一となるように形成する。
【0023】
【作用】本発明においては、ウェーハ5の周辺端部に接
するウェーハ保持部45に処理液を逃す除液部57,5
8又は59が設けられるので、回転による遠心力でウェ
ーハ面特に親水面に付着されている処理液を振り切って
除去する際、ウェーハ保持部45での残り液24が除液
部57,58又は59を通って除去される。従って、ウ
ェーハ面の処理液を充分に除去することができる。
【0024】乾燥処理に用いたときは、ウェーハ保持部
分の乾燥不良がなくなり、完全乾燥を可能にする。
【0025】除液部を透孔57,58又は溝59で形成
することにより、ウェーハ保持部分での残り液24を容
易に逃すことができる。
【0026】除液部を構成する透孔57,58又は溝5
9をその下面57A,58A又は59Aが保持されたウ
ェーハ上面5Aと面一となるように形成することによ
り、ウェーハ保持部分での残り液24を透孔57,58
又は溝59を通って確実に逃すことができる。
【0027】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による処理装置
の実施例を説明する。
【0028】図1は本発明を枚葉式自動洗浄装置に適用
した場合である。本例の枚葉式自動洗浄装置31は、ア
ルカリ系の薬液チェンバー32と、酸系の薬液チェンバ
ー33と、最終純水リンス及びスピン乾燥を行うリンス
・スピン乾燥チェンバー34を備えている。
【0029】アルカリ系の薬液チェンバー32では有機
物の洗浄を行うための必要な薬液、例えばアンモニア過
水(NH4 OH+H2 2 +H2 O)の薬液を吐出でき
る薬液ノズル36と純水を吐出できるリンスノズル37
がウェーハ5の表、裏面に対向するように設置される。
【0030】酸系の薬液チェンバー33では、金属汚染
の洗浄を行うための必要な薬液、例えば塩酸過水(HC
l+H2 2 +H2 O)の薬液を吐出できる薬液ノズル
38と、自然酸化の除去を行うための例えばバッファー
ド弗酸の薬液を吐出する薬液ノズル39と、純水を吐出
できるリンスノズル40がウェーハ5の表、裏面に対向
するように設置される。
【0031】リンス・スピン乾燥チェンバー34では、
最終リンスを行うための純水を吐出するリンスノズル4
1がウェーハ5の表、裏面に対向するように設置され
る。
【0032】各チェンバー32,33及び34内でウェ
ーハ5は図2に示すように、チャックベース43の放射
状に延びるアーム44の先端部上に、ウェーハ5の周辺
のエッジ部を押し付けるチャックピン45〔45A,4
5B〕を有した所謂ウェーハチャック46にて保持され
る。この各チェンバー32,33及び34内のウェーハ
チャック46は、ウェーハ5を保持した状態で軸47を
中心に回転できるように構成される。チャックピン45
は複数個、本例では6つ設けられ、そのうちの3つが固
定ピン45Aとされ、他の3つが可動ピン45Bとされ
る。この固定ピン45Aと可動ピン45Bとの共働でウ
ェーハ5が挟持的に保持される。
【0033】図1におけるウェーハ5の流れを説明す
る。ローダ部51から搬出されたウェーハ5は薬液チェ
ンバー32に導入され、1000r/m程度で回転しな
がら、薬液ノズル36からのアンモニア過水による有機
物及びパーティクル洗浄処理が施され、その後、同一チ
ェンバー32内でリンスノズル37からの純水による粗
リンスが行われる。
【0034】次に、ウェーハ5は薬液チェンバー33に
導入され、1000r/m程度で回転しながら、薬液ノ
ズル38からの塩酸過水による金属汚染の洗浄処理及び
続く薬液ノズル40からのバッファード弗酸による自然
酸化膜の除去処理が施される。その後、同一チェンバー
33内でリンスノズル40からの純水による粗リンスが
施される。
【0035】そして、ウェーハ5は、リンス・スピン乾
燥チェンバー34に導入され、リンスノズル41からの
純水により最終リンスが施され、ウェーハ5の表裏面に
付着されている薬液を充分に解除した後、ウェーハ5自
体を例えば3000r/m程度まで回転させることによ
り水分を振り切り乾燥させる。最後に、乾燥したウェー
ハ5をアンローダ部52に搬出し1サイクルが終了す
る。
【0036】ウェーハ5の最終薬液処理がバッファード
弗酸による処理以外の場合はウェーハ5表裏面共に親水
面となる。
【0037】しかして、本例においては、ウェーハチャ
ック46のウェーハエッジ部を固定するチャックピン4
5〔45A,45B〕を、図3〜図5に示すように構成
する。
【0038】図3A,図3Bのチャックピン45は、ウ
ェーハエッジ部を保持する上部がウェーハのエッジ部裏
面を受ける水平面54とエッジ部側面を受ける垂直面5
5を有する断面L字形状をなし、その水平面54にウェ
ーハ5の裏面を点で支える突起部56が設けられ、さら
に、垂直面55の中心部分に水抜き用の微小な透孔57
を形成して構成する。
【0039】透孔57は、ウェーハ5をチャックピン4
5に保持した状態で透孔57の下面57Aとウェーハ上
面5Aとが面一となるように形成する。
【0040】図3の実施例によれば、リンス・スピン乾
燥チェンバー34内での親水面を有するウェーハ5のス
ピン乾燥の際に、チャックピン45〔45A,45B〕
の中心部で振り切れなかった水滴残り24は、微小透孔
57を通って振り切られるようになり、水滴残りがなく
なり、乾燥不良が解消される。
【0041】図4A,図4Bのチャックピン45〔45
A,45B〕は、その垂直面55の中心部分に水抜き用
の透孔58を回転による遠心力で水分が流れていく軌跡
に沿って貫通するように形成して構成する。透孔58の
下面58Aとウェーハ上面5Aとは面一に形成される。
【0042】この図4のチャックピン45〔45A,4
5B〕では、振り切られる水分の流れに沿う透孔58が
設けられているので、より効率的にチャックピン部での
水滴残り24の振り切りが行われる。
【0043】図5のチャックピン45〔45A,45
B〕は、垂直面55の中心部を通るような溝59を形成
して構成する。この場合の溝59も溝下面59Aと保持
されているウェーハ5の上面5Aとが面一となるように
形成するを可とする。
【0044】この図5の実施例においても、リンス・ス
ピン乾燥チェンバー34内での親水面を有するウェーハ
5のスピン乾燥に際し、チャックピン45〔45A,4
5B〕の中心部で振り切れなかった水滴残り24は、溝
45を通って振り切られ、乾燥不良が解消される。
【0045】上述の枚葉式自動洗浄装置31によれば、
ウェーハ5を保持するウェーハチャック46のチャック
ピン45〔45A,45B〕の中央部に水抜き用の透孔
57,58又は溝59を設けることにより、ウェーハ5
が親水面である場合の洗浄及びその後の乾燥処理を行っ
た場合に、ウェーハエッジ部分の乾燥不良がなくなり、
パーティクルを低減することができる。
【0046】また、クリーンな乾燥が可能になるため、
乾燥処理後にケース内でヘイズが増加する異常が防止で
き、半導体デバイスの歩留りが向上する。
【0047】上例では洗浄後のスピン乾燥に適用した
が、その他エッチング装置のスピン乾燥にも適用でき
る。その他、薬液処理後のウェーハ面に残った薬液除去
等にも適用できる。
【0048】また、上例では枚葉式の洗浄装置に適用し
たが、バッチ式の洗浄装置でスピン乾燥する場合にも適
用できる。このバッチ式の場合も、ウェーハの保持部に
水抜き用の除液部(透孔,溝等)を設けるようになす。
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、ウェーハ表面の処理液
の除去に際し、ウェーハ保持部分の液残りがなくなり、
完全な処理液除去が可能となる。従って、信頼性の高い
デバイスを歩留り良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る枚葉式自動洗浄装置の一例を示す
構成図である。
【図2】本発明に係るウェーハチャック及び水滴除去の
説明図である。
【図3】A 本発明に係るチャックピンの一例を示す正
面図である。 B 図3Aの断面図である。
【図4】A 本発明に係るチャックピンの他の例を示す
正面図である。 B 図4のA−A線上の拡大断面図である。
【図5】A 本発明に係るチャックピンの他の例を示す
正面図である。 B 図5Aの拡大平面図である。
【図6】従来の説明に供する枚葉式自動洗浄装置の構成
図である。
【図7】従来例に係るウェーハチャック及び水滴残りの
説明図である。
【図8】A 従来例に係るチャックピンの正面図であ
る。 B 図8Aの断面図である。
【符号の説明】
1,31 枚葉式自動洗浄装置 2,3,4,32,33,34 チェンバー 5 半導体ウェーハ 7,46 ウェーハチャック 8,11,12,36,38,39 薬液ノズル 9,13,14,37,40,42 リンスノズル 16,43 チャックベース 17,44 アーム 18〔18A,18B〕,45〔45A,45B〕 チ
ャックピン 24 水滴残り 57,58 透孔 59 溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転によりウェーハ表面の処理液を除去
    する処理装置において、上記ウェーハの周辺端部に接す
    るウェーハ保持部に上記処理液を逃すための除液部が設
    けられて成ることを特徴とする処理装置。
  2. 【請求項2】 上記処理液の除去が乾燥処理であること
    を特徴とする請求項1記載の処理装置。
  3. 【請求項3】 上記除液部が透孔又は溝で形成されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の処理装置。
  4. 【請求項4】 上記除液部を構成する透孔又は溝の下面
    が上記ウェーハ面と面一であることを特徴とする請求項
    3記載の処理装置。
JP25717893A 1993-10-14 1993-10-14 処理装置 Pending JPH07115081A (ja)

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